[发明专利]一种核壳ZIFs热解衍生的多孔碳材料钴催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种核壳ZIFs热解衍生的多孔碳材料钴催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)制备ZIF-X@ZIF-Y的核壳结构；以ZIF-X为内核，在内核ZIF-X上外延(即外表面)生长ZIF-Y得到ZIF-X@ZIF-Y；

ZIF-X：ZIF-7、ZIF-8、ZIF-10中的一种或两种以上；

ZIF-Y：ZIF-67、ZIF-9中的一种或两种以上；

(2)在保护气下对ZIF-X@ZIF-Y进行热解，通过氧化性气氛进行预处理获得Zn-CoO_x-CN。

2.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，ZIF-X@ZIF-Y制备方法如下：

1)制备ZIF-X：将可溶性锌盐与配体溶于甲醇中，可溶性锌盐、ZIF-X对应的配体与甲醇用量比为1-20g：1-20g：100-1000ml(优选5-20g：5-20g：200-1000ml)；搅拌，离心分离，固体产物洗涤，干燥，得到ZIF-X晶体；

2)制备ZIF-X@ZIF-Y：将干燥后的ZIF-X分散于甲醇中，搅拌得到ZIF-X悬浊液，将可溶性钴盐与ZIF-Y对应的配体溶于甲醇中，加入到ZIF-X悬浊液中，ZIF-X、可溶性钴盐、配体和甲醇用量比为1g：1-20g：1-20g：100-1000ml(优选1g：5-20g：5-20g：200-1000ml)；搅拌，离心分离，固体产物洗涤，干燥，得到ZIF-X@ZIF-Y；

配体分别为：咪唑(对应的产物为ZIF-10)，苯并咪唑(对应的产物为ZIF-7、ZIF-9中的一种或两种)，2-甲基咪唑(对应的产物为ZIF-8、ZIF-67中的一种或两种)；

钴盐与锌盐包括钴和/或锌的甲酸盐、乙酸盐、硝酸盐、氯化物、硫酸盐、柠檬酸盐中一种或两种以上；

搅拌时间为5-50h(优选10-40h)，离心速率为5000-12000r/min(优选6000-10000r/min)，用甲醇洗涤3-8次，干燥温度50-120℃(优选60-100℃)，干燥时间为5-30h(优选10-20h)。

3.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，Zn-CoO_x-CN制备过程如下：

将干燥后的ZIF-X@ZIF-Y研磨成粉末，ZIF-X@ZIF-Y粉末加热，通入保护气，气体空速为500-5000h^-1(优选1000-5000h^-1)，于500-1000℃(优选600-1000℃)下对ZIF-X@ZIF-Y进行1-5h热解；随后切换气体为1％-20％(优选5％-10％)O₂/保护气(V/V)，在100-500℃(优选200-400℃)进行1-5h(优选2-4h)氧化，自然降温至室温，获得Zn-CoO_x-CN材料；

保护气为氩气、氮气或氦气中的一种或两种以上惰性气氛气体；从室温至热解温度前升温速率不超过5℃/min(优选范围为1-5℃/min)。

4.一种权利要求1-3任一项所述的制备方法制备获得的核壳ZIFs热解衍生的多孔碳材料催化剂Zn-CoO_x-CN。